PEG模擬干旱對三個辣椒品種種子萌發的影響及抗旱性評價

劉 偉，黃 勇，胡展育

（文山學院 三七醫藥學院，云南 文山 663099）

干旱是作物栽培過程中經常遇到的逆境因素[1]，目前，許多研究認為利用PEG 模擬干旱脅迫是可行的，利用它模擬干旱脅迫周期短、操作簡單、重復性好[2]。辣椒在全球是僅次于豆類和番茄的第三大蔬菜作物，因此對辣椒的抗旱性研究較多，張愛民等[3]研究了15 個辣椒品種，在PEG 模擬干旱條件下的萌發特征及胚根長度的變化，得到輕度干旱脅迫對部分辣椒種子的萌發有一定促進作用。張會靈等[4]利用不同濃度PEG 對4 個辣椒品種的萌發做研究，得到不同濃度PEG 對辣椒種子萌發的影響程度不同，濃度越高，種子萌發受到的抑制就越嚴重。辣椒是文山州第二大生物產業，文山州的種植面積近100 萬畝，產量近120 萬噸，年產值30 多億[5]，趙水靈等[6]研究了干旱下文山辣椒的抗氧化能力，但尚未見利用PEG 模擬干旱脅迫對文山地區辣椒種子萌發及幼苗的影響方面的研究報道。以干旱脅迫下種子的萌發特性和幼苗特征為切入點，研究不同辣椒品種對干旱脅迫的反應，為此判斷不同辣椒品種種子的抗旱性，為篩選優質抗旱品種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

以丘北辣椒栽培區常見的“紫桿美早佳”“強龍”“長辣香妃”3 個品種為實驗材料。

1.2 方法

種子萌發用培養皿濾紙法，用PEG600 模擬干旱，設置5%～25%五個濃度梯度，清水培養作對照，15 ～25 ℃常溫培養，每處理30 粒健康種子，3 次重復。以發芽率（GP/%）、發芽勢（GE/%）和發芽指數（GI）評價萌發特性，計算方法參考文獻[7]，以根長（RL）、芽長（SL）、鮮重（Fw）和干重（Tw）評價幼苗生長狀況。用隸屬函數法[8]評價各品種的耐旱性。

2 結果與分析

2.1 PEG脅迫對種子萌發的影響

干旱脅迫對種子萌發的影響見表1。不同品種的萌發特性對干旱脅迫表現不一致，隨著PEG 濃度的升高，“紫桿美早佳”的GP 逐漸下降，濃度達到15%以上時GP 顯著降低，25%時，GP 只有26.67%；“強龍”和“長辣香妃”的GP 先升高后降低，20%及以下濃度的脅迫對兩個品種的發芽率沒有顯著影響，25%時“強龍”發芽率為20.00%，“長辣香妃”發芽率為35.00%顯著低于其它處理。不同品種的發芽勢表現也不一致，“紫桿美早佳”最高為38.33%，“強龍”為35.00%，“長辣香妃”為25.00%，且都在脅迫濃度為5%時表現最好，15%以上顯著降低。“紫桿美早佳”的發芽指數對照組最高，為3.74，隨著濃度的增加，逐漸降低，各處理之間存在顯著差異；“強龍”最高為2.06，在濃度為5%時表現最好，“長辣香妃”在濃度15%以下差異不明顯，都在1.20 ～1.37 之間。

通過比較得出，干旱脅迫對“紫桿美早佳”種子萌發的影響較大，但是從數據上看，該品種的GP、GE 和GI 都比其它兩個品種強，“強龍”又比“長辣香妃”好。

表1 干旱脅迫對種子萌發和幼苗的影響

2.2 PEG脅迫對幼苗的影響

從表1 可以看出，總體上隨著濃度的升高，3 個品種的根長都逐漸下降，“紫桿美早佳”在濃度15%以下差異不顯著，根長在2.64 ～3.23 之間；“強龍”最大根長為4.87，此時脅迫濃度為5%，濃度15%以上時，根長顯著低于其它濃度；“長辣香妃”最大根長為對照組，對照和5%脅迫沒有差異，各處理內部存在差異顯著性。芽長表現的趨勢和根長基本一致。鮮重表現最好的為“長辣香妃”，脅迫濃度10%以下時沒有差異，在0.72 ～1.0 之間；其次為“強龍”最重為5%濃度脅迫時的0.88 g，“紫桿美早佳”的鮮重最輕，而且15%以下濃度脅迫之間無顯著差異性。

從干旱對幼苗的影響來看，“紫桿美早佳”受干旱的影響較小，“長辣香妃”次之。但從長勢來看，“長辣香妃”最好，“強龍”次之，“紫桿美早佳”較差。

2.3 耐旱性的隸屬函數分析

經比較干旱對種子萌發和幼苗的影響后發現，萌發特性與幼苗特征的反映不一致，于是對其進行隸屬函數分析，結果見表2。濃度為5%時，“紫桿美早佳”隸屬函數值最大，耐旱性高于另兩個品種，濃度為10%時，“強龍”的耐旱性最好，15%時，“長辣香妃”隸屬函數值最大，20%時，“強龍”表現最好，“長辣香妃”次之。同一品種比較，“紫桿美早佳”在5%脅迫時平均隸屬函數值最高，“強龍”在10%時最大，“長辣香妃”在15%時最大。綜合評價其耐旱性結果為低濃度干旱時“紫桿美早佳”表現較好，中度干旱時“強龍”表現較好，高度干旱時“長辣香妃”表現較好。

表2 不同PEG 脅迫下主要指標隸屬函數值

3 結論與討論

3.1 結論

（1）在不同脅迫強度下，種子萌發的特性及表現不一致，從平均發芽率、發芽勢和發芽指數比較得出，“紫桿美早佳”的GP、GE 和GI 都比其它兩個品種強，“強龍”次之，“長辣香妃”最差。對干旱的敏感程度比較，干旱對種子萌發影響較小的品種為“強龍”，其次為“長辣香妃”。

（2）通過實驗得出，種子萌發后幼苗的狀態也不一樣，對比各品種的根長、莖長、鮮重和干重后可知，“長辣香妃”長勢最好，“強龍”次之，“紫桿美早佳”最差。干旱對幼苗生長狀態的影響較小的品種為“紫桿美早佳”，其次為“強龍”，“長辣香妃”最差。

（3）由于萌發特性與幼苗特征對干旱脅迫的反映不一致，故對其進行隸屬函數分析，綜合評價其耐旱性結果為，低濃度干旱時“紫桿美早佳”表現較好，中度干旱時“強龍”表現較好，高度干旱時“長辣香妃”表現較好。總體上抗旱強弱順序為：“強龍”＞“紫桿美早佳”＞“長辣香妃”。

3.2 討論

種子的萌發是作物育苗的重要階段，干旱不僅影響種子的萌發，還影響幼苗的生長[9]。在辣椒抗旱性研究中，廖芳芳[10]等研究得出辣椒的形態特征以及光合特性、抗氧化能力等生理指標均可作為衡量抗旱性強弱的指標。宋志榮[11]研究認為組織相對含水量、丙二醛含量和脯氨酸含量也可作為辣椒抗旱性的衡量指標。發芽率、發芽勢、發芽指數是種子在干旱脅迫下萌發的常用指標[12]，已被用于眾多作物的耐旱性評價，如花生[13]、狗牙根[14]、冰草[15]等種子的抗旱性研究等。

本實驗用不同濃度的PEG 模擬干旱處理不同品種的丘北辣椒種子，研究不同程度干旱脅迫下丘北辣椒種子萌發特性，結果表明，PEG 濃度不高于10%情況下對丘北辣椒種子萌發的影響不大，在此濃度之前各品種的生活力依然較強，說明低濃度一定程度可促進丘北辣椒種子萌發，當濃度高于10%后，干旱脅迫程度加深，各品種胚根長與胚芽長均隨著PEG 濃度的升高而逐漸減小。各品種的發芽率、發芽勢和發芽指數隨著濃度的升高呈現出不同程度的下降，種子萌發時間延長，說明高濃度抑制丘北辣椒種子萌發，這一結論與段敏敏[14]、趙利清[15]、吳晨[16]等人對其他種子抗旱性研究結果相似，說明本實驗結果具有可信性。實驗中表現出來的種子萌發與幼苗生長狀態對干旱脅迫不一致性，可能是種子萌發初期以根的生長為主，當根的生長受到影響后，種子自身貯藏的營養物質主要向苗轉移，從而導致了幼苗生長與種子萌發特性指標不一致的現象發生。